Πειραματική διερεύνηση του συντελεστή συμπαράσυρσης σε ανωστικές φλέβες μεγάλης πυκνομετρικής διαφοράς - Δηλές, Σταύρος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Υδραυλικής, 2015)
Η παρούσα διπλωματική έχει ως θέμα την πειραματική διερεύνηση του συντελεστή συμπαράσυρσης ανωστικών φλεβών με μεγάλη πυκνομετρική διαφορά με το περιβάλλον ρευστό. Η ροή είναι non-Boussinesq όταν η πυκνομετρική διαφορά υπερβαίνει το 5%. Η φλέβα εκρέει κατακόρυφα σε περιορισμένο και ομογενή αποδέκτη. Μόλις φτάσει στον πυθμένα, διαχέεται οριζόντια μέχρι να συναντήσει τα κατακόρυφα τοιχώματα της δεξαμενής. Το αποτέλεσμα είναι η δημιουργία μιας βαρύτερης λέπτης στρώσης αναμεμιγμένου ρευστού στον πυθμένα, που με την πάροδο του χρόνου αυξάνει το ύψος της και φτάνει έως την πηγή. Έτσι στη δεξαμενή διακρίνονται δυο περιοχές, που χωρίζονται από μια οριζόντια διεπιφάνεια, του ομογενούς ρευστού του αποδέκτη που βρίσκεται πάνω από τη διεπιφάνεια και του πυκνομετρικά στρωματωμένου αναμεμιγμένου ρευστού που βρίσκεται κάτω από τη διεπιφάνεια. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν στο εργαστήριο Εφαρμοσμένης Υδραυλικής του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Οι τιμές του αρχικού αριθμού Richardson της φλέβας κυμαίνονταν μεταξύ 0,06 και 0,75 (πλούμια). Η οπτικοποίηση των πειραμάτων έγινε με την τεχνική LIF (Laser Induced Fluorescence-LIF). Στο ρευστό της φλέβας διαλύουμε μικρές ποσότητες ροδαμίνης 6G, η οποία διεγείρεται από μονοχρωματική ακτινοβολία Laser και μας δίνει τη δυνατότητα να ξεχωρίζουμε τις δυο περιοχές της δεξαμενής διάχυσης. Σκοπός αυτής της πειραματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της συμπαράσυρσης, η οποία έγινε με τη μελέτη της ογκομετρικής παροχής σε συνάρτηση της απόστασης από την πηγή. Για να γίνει αυτό έπρεπε να υπολογιστεί η άνοδος της οριζόντιας διεπιφάνειας σε συναρτήση με το χρόνο. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν σε κατακόρυφη γραμμή μακριά από τον άξονα της φλέβας από επεξεργασία πειραματικών εικόνων μέσω του λογισμικού NI Vision. Στην επεξεργασία χρησιμοποιήθηκε και το σημείο νοητού κέντρου (virtual origin) της φλέβας, ώστε να γίνει εφαρμογή του στην απόσταση της διεπιφάνειας από την πηγή. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων έγινε με τις σχέσεις από τη γενικευμένη θεωρία List & Imberger (1973) και τον Papanicolaou (2015). Τα αποτέλεσματα έδιναν μεγάλες αποκλίσεις στην αρχή του πειράματος, όμως συνέκλιναν με τη θεωρία μόλις η διεπιφάνεια έπαιρνε ομαλή οριζόντια μορφή μετά από κάποιο χρόνο.